Compatibilidad electromagnética de fuentes de alimentación conmutadas
Las razones de los problemas de compatibilidad electromagnética causados por las fuentes de alimentación conmutadas son bastante complicadas porque funcionan en condiciones de conmutación de alto voltaje y alta corriente. En términos de las propiedades electromagnéticas de toda la máquina, existen principalmente acoplamiento de impedancia común, acoplamiento de línea a línea, acoplamiento de campo eléctrico, acoplamiento de campo magnético y acoplamiento de ondas electromagnéticas. El acoplamiento de impedancia común es principalmente la impedancia eléctrica común entre la fuente de perturbación y el cuerpo perturbado, a través de la cual la señal de perturbación ingresa al cuerpo perturbado. El acoplamiento línea a línea es principalmente el acoplamiento mutuo de cables o líneas de PCB que generan perturbaciones de voltaje y corriente debido al cableado paralelo. El acoplamiento del campo eléctrico se debe principalmente a la existencia de la diferencia de potencial, que genera el acoplamiento del campo eléctrico inducido al cuerpo perturbado. El acoplamiento del campo magnético se refiere principalmente al acoplamiento del campo magnético de baja frecuencia generado cerca de la línea de alimentación de pulso de alta corriente al objeto perturbador. El acoplamiento del campo electromagnético se debe principalmente a las ondas electromagnéticas de alta frecuencia generadas por un voltaje o corriente pulsante que se irradia hacia afuera a través del espacio y se acopla al cuerpo perturbado correspondiente. De hecho, cada método de acoplamiento no se puede distinguir estrictamente, pero el énfasis es diferente.
En la fuente de alimentación conmutada, el tubo de conmutación de alimentación principal funciona en un modo de conmutación de alta frecuencia a un voltaje muy alto. El voltaje de conmutación y la corriente de conmutación están cerca de ondas cuadradas. Según el análisis del espectro, la señal de onda cuadrada contiene ricos armónicos de alto orden. El espectro de frecuencia del armónico superior puede alcanzar más de 1000 veces la frecuencia de la onda cuadrada. Al mismo tiempo, debido a la inductancia de fuga y la capacitancia distribuida del transformador de potencia y al estado de funcionamiento no ideal del dispositivo de conmutación de energía principal, a menudo se generan oscilaciones armónicas máximas de alta frecuencia y alto voltaje cuando se activa o desactiva la alta frecuencia. . Los armónicos más altos generados por la oscilación armónica se transmiten al circuito interno a través de la capacitancia distribuida entre el tubo del interruptor y el radiador o se irradian al espacio a través del radiador y el transformador. Los diodos de conmutación utilizados para la rectificación y el funcionamiento libre también son una causa importante de perturbaciones de alta frecuencia. Debido a que los diodos de rectificación y de rueda libre funcionan en el estado de conmutación de alta frecuencia, la existencia de la inductancia parásita de los cables de los diodos, la existencia de la capacitancia de unión y la influencia de la corriente de recuperación inversa hacen que funcione a una velocidad muy alta. Tasa de cambio de voltaje y corriente, y produce oscilaciones de alta frecuencia. Los diodos de rectificación y de rueda libre generalmente están más cerca de la línea de salida de la fuente de alimentación, y es más probable que las perturbaciones de alta frecuencia generadas por ellos se transmitan a través de la línea de salida de CC. Para mejorar el factor de potencia, la fuente de alimentación conmutada adopta un circuito de corrección del factor de potencia activo. Al mismo tiempo, para mejorar la eficiencia y confiabilidad del circuito y reducir el estrés eléctrico del dispositivo de energía, se utiliza una gran cantidad de tecnologías de conmutación suave. Entre ellas, la tecnología de conmutación de voltaje cero, corriente cero o voltaje cero/corriente cero es la más utilizada. Esta tecnología reduce en gran medida las perturbaciones electromagnéticas generadas por los dispositivos de conmutación. Sin embargo, la mayoría de los circuitos de absorción no destructivos de conmutación suave utilizan L y C para transferir energía, y utilizan la conductividad unidireccional de los diodos para realizar una conversión de energía unidireccional. Por lo tanto, los diodos del circuito resonante se convierten en una fuente importante de perturbaciones electromagnéticas.
Las fuentes de alimentación conmutadas generalmente utilizan inductores y condensadores de almacenamiento de energía para formar circuitos de filtro L y C para filtrar señales de perturbación de modo común y diferencial. Debido a la capacitancia distribuida de la bobina inductora, la frecuencia de autorresonancia de la bobina inductora se reduce, de modo que una gran cantidad de señales perturbadoras de alta frecuencia pasan a través de la bobina inductora y se propagan hacia afuera a lo largo de la línea de alimentación de CA o la salida de CC. línea. A medida que aumenta la frecuencia de la señal perturbadora, la capacitancia del condensador de filtro y el efecto de filtrado disminuirán continuamente debido a la inductancia del cable conductor, e incluso provocarán cambios en los parámetros del condensador, lo que también es una causa de perturbación electromagnética.
